Особые обозначения фермионов

Я не уверен, что это обозначение специфично для теорий суперсимметрии, но я столкнулся с этим, изучая это.

Я вижу, как люди говорят о полях компонентов кирального суперполя как о ф и ψ ¯ в присоединенном представлении некоторой калибровочной группы. (Иногда кажется, что также используется обозначение ψ ¯ + чтобы обозначить, какая компонента спинора подхватывается) Ковариантный оператор производной также обозначается как Д (что иногда пишется как Д + + для обозначения того, какой его компонент выбирается ... но я не понимаю эту запись)

Теперь говорят об «операторах одиночной трассировки» типа Т р [ ф ψ ¯ ] , Т р [ ф ψ ¯ 2 ] , Т р [ ф 3 Д ψ ¯ 4 ] и тому подобное ... в основном берут произвольные комбинации мощностей скаляра и фермиона, а затем берут «калибровочный след».

Есть много вещей, которые я не понимаю.

  • Меня озадачивает обозначение степени фермионного поля. Как определить силы спинора? (Что такое квадрат фермиона?) Также здесь в компонентах ψ будет иметь такое разложение, как ψ "=" ψ А т А где ψ А являются фермионами и т А пробегает образующие алгебры Ли калибровочной группы в присоединенном представлении. Я предполагаю, что кто-то берет тензорное произведение между спинором ψ А и матрица т А . Но тогда я не понимаю, что такое квадрат или любая другая степень этого тензора?

  • мне сказали, что ψ ¯ 2 0 но Т р [ ψ ¯ 2 ] "=" 0 Я не понимаю, что это должно означать.

  • Один из способов, которым я могу думать о силах, может заключаться в том, что ψ ¯ являются операторами послеквантования в гильбертовом пространстве теории, и это степени этого оператора гильбертова пространства. Но при таком способе мышления я запутался, как интерпретировать трассировку по индексам калибровки.

  • На этом языке хочется думать об операторах суперсимметрии Вопрос воздействовать на поля следующим образом,

Вопрос ф "=" 0

Вопрос ψ ¯ "=" 0

Вопрос ( Д О ) "=" [ [ ф , ψ ¯ ] , О } + Д ( Вопрос О )

где О — некоторый оператор, а в первом слагаемом в правой части последнего из приведенных выше уравнений символ [ , } означает, что можно взять коммутатор или антикоммутатор в зависимости от того, О является бозонным или фермионным.

Вышеупомянутое выглядит как совершенно другой способ мышления о преобразованиях суперсимметрии, чем язык, с которым я знаком из таких книг, как книга Вайнберга, где действие Вопрос на ф и ψ через коммутатор и антикоммутатор соответственно, или можно думать о бесконечно малых преобразованиях суперсимметрии как дельта ф и т. д.

  • Определенно последний из вышеперечисленного списка коммутаторов мне совершенно незнаком!

  • Приведенное выше понятие сбивает с толку то, как я должен думать о действии Вопрос на составных операторах, таких как say Т р [ ф ψ ¯ 3 ] . По-видимому, предполагается, что это фермионный оператор, поскольку фермион возводится в нечетную степень. (Я не вижу здесь полного аргумента!)

Тогда действие Вопрос должно быть (отбрасывание общей трассировки),

Вопрос ( ф ψ ¯ 3 ) "=" ( Вопрос ф ) ψ ¯ 3 + ф ( Вопрос ψ ¯ ) ψ ¯ 2 ф ψ ¯ ( Вопрос ψ ¯ ) ψ ¯ + ф ψ ¯ 2 ( Вопрос ψ ¯ )

Знаки чередуются в зависимости от того, сколько ψ ¯ с имеет Вопрос пропущено.

  • Я хотел бы знать объяснения описанному выше способу записи мощностей фермионных полей и выполнению над ними преобразований суперсимметрии. Я был бы рад, если бы меня направили к какой-нибудь ссылке, объясняющей вышеприведенный способ мышления, которого я не встречал больше нигде ни в одной книге.

  • {В конце концов тот, кто заинтересован в вычислении "когомологий Вопрос " на пространстве всех таких операторов одиночного следа (по какой-то непонятной мне причине люди хотят исключить из этого списка операторов, которые являются полными ковариантными производными). Это зависит от теории, которую рассматривают, по тому, что вспомогательное поле интегрирует в и появляется на RHS. Я также хотел бы знать ссылки на это и почему это «когомологии» и почему это вычисляется.}

Вы должны попытаться разбить свои вопросы на небольшие части с одной идеей. Таким образом, они будут полезны для тех, кто будет думать о том же позже. На данный момент ваши вопросы довольно длинные и больше подходят для форума (например, physicsforums ), чем для сайта обмена стеками...

Ответы (1)

Вот моя попытка ответить на некоторые из ваших многочисленных вопросов...

  • Я знаю, что ты часто смотришь на Н "=" 2 сузи. Д + + ковариантные производные типа часто появляются в гармоническом суперпространстве , где ++ указывает на гармонический заряд.

  • Спинорные компоненты вашего калибровочного поля представляют собой фермионные поля со спином 1/2, оцененные алгеброй Ли. Это означает, что они берут точку пространства-времени и возвращают элемент, находящийся в грассмановой оболочке прямого произведения модуля спина 1/2 и алгебры Ли. Поскольку он фермионный, он должен быть нечетным элементом.

  • Если произведение является термином в лагранжиане, то все должно быть сокращено/отслежено, чтобы получить инвариантный объект. Если произведение не в лагранжиане, то это зависит от контекста.

  • Произведения элементов алгебры Ли должны быть либо коммутаторами, либо следами квадратичных термов. В вашем случае вы находитесь в соседнем репутации, поэтому продукты являются тайными коммутаторами. Кубики и т. д. являются комбинациями вышеперечисленного. т р ( А Б С ) "=" т р ( А [ Б , С ] ) "=" т р ( [ А , Б ] С ) и т. д...

  • Что касается " ψ ¯ 2 0 но Т р [ ψ ¯ 2 ] "=" 0 "... Я не уверен, что именно вы имеете в виду. Может быть, пусть λ "=" λ А Т А — антикоммутирующий элемент алгебры Ли. Тогда коммутатор алгебры Ли равен [ λ , λ ] "=" λ А λ Б [ Т А , Т Б ] 0 но должен иметь исчезающий след. Или прямое произведение λ λ "=" λ А λ Б Т А Т Б который имеет (в предположении ортогонального базиса) след т р ( λ λ ) "=" λ А λ Б т р ( Т А Т Б ) "=" λ А λ Б дельта А Б исчезает, потому что каждый компонент является просто нечетным элементом Грассмана и, следовательно, возводится в квадрат к нулю.

    • После этого, я думаю, вы покинете область стандартной QFT. Вы, кажется, хотите, чтобы поле стало физическим состоянием, которое было бы вакуумом и, таким образом, исчезало бы при суперсимметрии?

Возможно, вам следует быстро просмотреть первую главу Идеи и методы суперсимметрии и супергравитации , которая называется (и имеет много) «математической подоплекой». Он дает хорошее описание алгебр Грассмана, которое часто упускается из виду в других текстах.

@Simon Не могли бы вы уточнить или дать ссылку на следующую концепцию, которую вы упомянули: «... ваше калибровочное поле представляет собой фермионные поля со спином 1/2, оцененные алгеброй Ли. Это означает, что они берут точку пространства-времени и возвращают элемент, который находится в оболочке Грассмана. прямого произведения модуля спина 1/2 и алгебры Ли...». Я не чувствую себя знакомым с этой математической структурой. Думаю, это объясняет, что подразумевается под квадратом фермионной компоненты.
@Simon Но я озадачен, если ты имеешь в виду, что это ψ ¯ + назначает конкретный фермионный компонент в каждой точке пространства-времени. Не кажется ли, что это каким-то образом нарушает ковариацию Лоренца? Пожалуйста, объясните.
@Anirbit: я не уверен ни в одном месте, где сказано все сразу. Но это всего лишь комбинация нормального калибровочного поля с нормальным суперполем. Прочтите главы 3.6 и 2.4 книги, на которую я ссылался выше. Кстати, прямой продукт является только локальным, в глобальном масштабе я думаю, что спинор - это раздел соответствующего пакета ... но меня не очень устраивают глобальные аспекты.
@Anirbit «Разве это не нарушает ковариацию Лоренца?» Нет! (и да). Здесь вы работаете с классическими полями вне оболочки. Эти поля не являются решениями уравнений движения — вместо этого они символически определяют динамику системы . В качестве альтернативы вы можете думать о них как о полях возмущений, которые вы интегрируете внутри интеграла по траекториям. Даже их решения не обязательно должны быть лоренц-инвариантными (оглянитесь вокруг, где лоренц-инвариантность в текущем решении, в котором вы находитесь?). Единственное решение, которое нам требуется для инварианта Лоренца, — это вакуумное решение.
@Simon Спасибо за ваш ответ. Я постараюсь найти эту книгу в библиотеке. Я пытаюсь найти способ понять то, что вы сказали о значении связывания каждой точки пространства-времени с фиксированной компонентой спинора. Вы хотите сказать, что это исправление " + " компонент - это заявление о том, что выполняется суперсимметрия на оболочке, и, следовательно, это конкретное выбранное решение? Нет ли двусмысленности в определении того, что является " + " компонент в двух разных точках пространства-времени?
@Anirbit: с точки зрения физики это и есть поле: карта из пространства-времени в некоторую структуру. В случае реального скалярного поля это просто карта из пространства-времени в действительные числа! В классическом ЭМ это от напряженности поля. (Математики говорят о расслоениях, но в основном это одно и то же).
@Anirbit: когда вы работаете с компонентами и исключили вспомогательные поля, алгебра сузи закрывается только в оболочке. Однако физические степени свободы все еще находятся вне оболочки. Что касается компонента «+», то в плоском пространстве это не проблема.